葡萄糖6磷酸脱氢酶在桃果实花色苷合成中的作用

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1、中国农业大学博：l学位论文中文摘要果实色泽是果实重要的外观品质，而且是影响加：I．产品的重要因素。果实成熟过程中，颜色的形成足一个复杂的生理生化过F，!，受遗传、环境等吲素的调节控制。目前，有关果实花色苷的研究热点之一为类黄酮代谢途径_；f

2、

3、苯丙烷类代谢途径。花色苷合成的前体物质～一苯丙氮酸是莽草酸途径的一个产物，而氧化戊糖磷酸途径(oPPP)为莽草酸途符提供赤藓糖-4．磷酸等。作为oppP的关键酶，葡萄糖．6一磷酸脱氯酶(G6PDH)在低温、紫外等环境条件下被显著诱导表达。但是，在果实花色营形成的研究中，尚未见

4、G6PDH所起作用的报道。本文以桃粜实为试材．较为系统地研究了G6PDH在桃果实中的分布、分子量和活性调’H，以及在调控花色苷形成中的作州。主要结果如下：(1)通过不同离心力分离桃果肉细胞组分，对比细胞质和质体标志酶与G6PDH活性及其恢复率，研究了桃果实中G6PDH活性分布和分子最，结果表明，15，000g能够分离开细胞质和质体组分，并可以保持质体的完整。细胞质和质体中都有G6PDH活性。对不同的编分进行SDS．PAGE、native—PAGE币¨免疫印迹分析，检测到桃果实中G6PDHⅡ基为72kDa利61kDa

5、，而在细胞质中只自一条72kDa的砸基：完整的G6PDH大小为252kDa刊l38kDa。推洲桃果丈G6PDH由四个亚基或者两个Ⅵt基组成。(2)通过对桃果实的果皮和粜肉维管束，进行了G6PDH的胶体金免疫电子显微镜Ⅱ细胞定位，结果显示，G6PDH主要分布于绌胞质、叶绿体、有色体和维管组纵加厚的次生鼬巾，而不存在1j淀粉粒、液泡和初生细胞罐中。在转色期的桃果实中，叶绿体转变为有色体，而且其中G6PDH密度显墙增加：维管组织的韧皮薄晕细胞中出现很多有色体，大嚣G6PDH胶体金颗粒出现在其中。(3)自然生艮的桃果实jⅢ

6、转色期，细胞质和质体-pG6PDH活性都增加，而且质体G6PDH数量增加显若，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性也什随G6PDH活性增加而增加．之后花色苗等酚类物质迅速积累。套袋处理40d后摘袋的果实，G6PDH数量和活性明显增加，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性也伴随增加，果皮。It花色苷等酚类物质也迅速积累。(4)利川来自于野生薯芋中的、能够抑制动物血红细胞G6PDH的抑制剂——DHEA，处理套袋40d的果实．结粜显示，DHEA能够抑制桃果皮中G6PDH活性，并且抑制果皮中花色苜含量的增加，表明G6PDH在花色苷等酚类物

7、质台成中具有重要作用。(5)在OPPP途径中，G6PDH的底物葡萄糖一6．磷酸平¨产物6一磷酸葡萄糖酸，能够明显提高PAL活性，而H增加总酚年¨总类黄酮含量。通过免疫定位显示，PAL土要分布丁桃果肉细胞质、川绿体、有色体咀及维管纠纵细胞的加厚次生肇中，而不存在丁淀粉粒、液泡利初生细胞掣中，结粜表明PAL羊¨G6PDH具有相同的亚细胞分医。(6)G6PDH片段的克隆：通过RT-PCR方法和数据库资料，殴计简jf引物，扩增得剑620bp的桃细胞质G6PDH片段，与马铃薯(No．X74421)、烟草(No．AJ00]77

8、0)和拟南芥(No．AJ010970)细胞质G6PDH同源性达刨8972％，可以川作桃果实细胞质G6PDH的探针。(7)G6PDH平

9、』PAL对蔗糖的吣同响应：以双层果实袋对桃果实套袋处理40d，在白然生

10、王=桃转色之前采摘，以这些桃果实的果皮为试验材料，建立蔗糖温育试验系统。结果表明，200mM蔗糖能诱导桃果皮细胞质G6PDHmRNA以及蛋A数量和活性都增加，PAL活性和数量也相应增加，花色“h--'等酚类物质含量也伴随增加。关键词：桃果实，葡萄糖．6．磷酸脱氢酶，花色甘，糖，苯丙氨酸解氨酶中国农业大学博Ij学位

11、论文AbstractFruitredcolorisoneofimportantqualities，andhasaroleinproductsprocessedfromfruit．Theredcolorationisacomplexdevelopmentalprocessduringfruitmature，andiscontrolledandregulatedbygenesandenvironmentsfactors．Anthocyaninbiosynthesishasbeenextensivelystudiedin

12、manyplantspecies，however,detailedinformationofthecourseofreactionfocusesonthephenylpropanoidpathway．Asprecursorofthephenylpropanoidpathway,L-·phenylalnineissynthesizedbytheshikimat